現(xiàn)代低壓電器技術(shù) 課件 6. 電氣控制線路的分析和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

現(xiàn)代低壓電器及控制上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院代穎電氣控制線路的分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)電氣控制線路的繪制原則1電氣控制分析基礎(chǔ)2電機(jī)典型控制線路3電氣控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)5電氣控制線路的繪制原則3電氣控制線路定義：將接觸器、繼電器、熔斷器、按鈕、開關(guān)等低壓電器用導(dǎo)線按一定規(guī)則連接起來組成的電氣線路。電氣控制系統(tǒng)圖目的：表達(dá)電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)意圖；方便后續(xù)電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修。電氣控制系統(tǒng)線路圖分類：電氣原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖。電氣原理圖4目的：便于閱讀和分析控制線路的工作原理。繪制原則：簡單、層次分明、清晰。繪制形式：電器元件展開形式繪制。注意事項(xiàng)：電氣原理圖不按照電器元件的實(shí)際布置位置繪制，也不反映電器元件的實(shí)際大小和形狀，根據(jù)電氣控制線路工作原理繪制。布局要求：突出信息流和各功能單元間的功能關(guān)系，對圖的布置應(yīng)有利于識(shí)別各種程序過程和信息流向，因果關(guān)系清楚。組成部分：(1)主電路：電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機(jī)之間相

連的電器元件；一般由組合開關(guān)、主熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電

器的熱元件和電動(dòng)機(jī)等組成。(2)輔助電路：控制線路中除主電路以外的電路，其流過的電流比較小和

輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路和保護(hù)電路。其中控制電

路是由按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點(diǎn)、熱繼電器觸點(diǎn)、保護(hù)

電器觸點(diǎn)等組成。需遵循原則：

電器元件按未通電和未受外力作用時(shí)的狀態(tài)繪制，即在沒有通電或沒有發(fā)生機(jī)械動(dòng)作時(shí)的位置。例如：接觸器按線圈未通電，觸頭未動(dòng)作時(shí)的狀態(tài)繪制；按鈕按未按下按鈕時(shí)觸頭的狀態(tài)繪制；熱繼電器按未發(fā)生過載動(dòng)作時(shí)的狀態(tài)繪制。電氣原理圖5主電路、控制電路和輔助電路應(yīng)分開繪制。主電路是設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路，是從包含電源、電動(dòng)機(jī)、接觸器主觸頭等元件的大電流的電氣線路；控制電路是由接觸器和繼電器線圈、各種電器的觸頭組成的邏輯電氣線路，實(shí)現(xiàn)控制功能；輔助電路包括信號(hào)、照明、保護(hù)等功能的電路。觸頭的繪制位置：使觸頭動(dòng)作的外力方向必須是：當(dāng)原理圖垂直繪制時(shí)為從左到右，即垂線左側(cè)的觸頭為常開觸頭，垂線右側(cè)的觸頭為常閉觸頭；當(dāng)圖形水平放置時(shí)為從下到上，即水平線下方的觸頭為常開觸頭，水平線上方的觸頭為常閉觸頭。主電路用粗實(shí)線繪制在圖紙的左側(cè)或上方，控制電路用細(xì)實(shí)線繪制在圖紙的右側(cè)或下方。圖中自左而右或自上而下表示操作順序，并盡可能減少線條和避免線條交叉。圖中有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的連接點(diǎn)（即導(dǎo)線交叉處）要用黑圓點(diǎn)表示。無直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線，交叉處不能畫黑圓點(diǎn)。同一電氣元件的不同部分（如接觸器的主觸頭、線圈和輔助觸頭）按功能和所接電路的不同而分別繪制在不同電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號(hào)。電氣原理圖6（a）新國標(biāo)（b）舊國標(biāo)圖1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟-保-?？刂凭€路電氣控制分析基礎(chǔ)7在看圖之前應(yīng)首先了解設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣傳動(dòng)方式、對電氣控制的要求、電動(dòng)機(jī)和電氣元件的大體布置情況及設(shè)備的使用操作方法，各種按鈕、開關(guān)、指示器等的作用。此外還應(yīng)了解使用要求、安全注意事項(xiàng)等，對設(shè)備有一個(gè)全面完整的認(rèn)識(shí)。識(shí)圖時(shí)，首先要看清楚圖紙說明書中的各項(xiàng)內(nèi)容，圖紙說明包括圖紙目錄、技術(shù)說明、元器件明細(xì)表和施工說明書等。明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和施工要求，了解圖紙的大體情況。圖紙中標(biāo)題欄也是重要的組成部分，它告訴你電氣圖的名稱及圖號(hào)等有關(guān)內(nèi)容，由此可對電氣圖的類型、性質(zhì)、作用等有明確認(rèn)識(shí)，同時(shí)可大致了解電氣圖的內(nèi)容。電路原理圖是電氣圖的核心，看懂電氣原理圖才能正確接線，正確閱讀電氣原理圖是電工的基本技能。電氣原理圖的讀圖方法8電氣原理圖的讀圖方法主要有兩種：查線讀圖法（直接讀圖法或跟蹤追擊法）和邏輯代數(shù)法（間接讀圖法）。查表讀圖法這種方法首先仔細(xì)閱讀設(shè)備說明書，了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況、控制要求等內(nèi)容，然后按以下步驟閱讀分析電氣原理圖：分析主電路：從主電路入手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求分析它們的控制內(nèi)容，如起動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)等。在分析電氣線路時(shí)，一般應(yīng)先從主電路入手，從主電路看有哪些控制元件的主觸點(diǎn)、電阻等，然后根據(jù)其組合規(guī)律大致可以判斷電動(dòng)機(jī)是否有正反轉(zhuǎn)控制、是否制動(dòng)控制、是否要求調(diào)速等。分析輔助電路：根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中對應(yīng)的控制環(huán)節(jié)，按功能不同劃分成若干局部控制線路進(jìn)行具體分析，并對信號(hào)、照明和保護(hù)、故障報(bào)警等功能進(jìn)行分析。分析自鎖、互鎖、聯(lián)鎖等保護(hù)環(huán)節(jié)：為保證控制的安全性和可靠性，一般控制線路設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖，下面分別介紹控制線路的常見保護(hù)環(huán)節(jié)?？傮w檢查：經(jīng)過“化整為零”，逐步分析每一個(gè)局部電路的工作原理及各部分之間的控制關(guān)系之后，還需進(jìn)一步對整個(gè)控制線路進(jìn)行檢查，理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)元件所起的作用，不遺漏任何一個(gè)功能。電氣原理圖的讀圖方法9自鎖：交流接觸器通過自身的常開輔助觸頭實(shí)現(xiàn)其線圈在啟動(dòng)按鈕按下松開后始終保持得電狀態(tài)稱為自鎖。接觸器的常開輔助觸頭與啟動(dòng)按鈕并聯(lián)，按鈕按下后，接觸器線圈得電，常開輔助觸頭閉合，此時(shí)松開啟動(dòng)按鈕，由于輔助常開觸頭的閉合而不會(huì)使接觸器失電斷開，自行鎖住，防止誤動(dòng)作。如圖7-1中與啟動(dòng)按鈕SB2并聯(lián)的接觸器KM的常開輔助觸頭。互鎖：就是互相“鎖住”對方，一方處于工作時(shí)，另一方就被“鎖住”不能處于工作狀態(tài)，除非處于工作狀態(tài)的一方停止工作。幾個(gè)電氣回路之間，可利用常開觸頭，控制對方的線圈回路，進(jìn)行狀態(tài)保持或功能限制?；ユi目的是避免線路同時(shí)工作而造成短路?；ユi可采用電氣互鎖、機(jī)械互鎖和電氣機(jī)械聯(lián)動(dòng)互鎖。電氣互鎖是將繼電器的常閉觸頭或接觸器的常閉輔助觸頭接入另一個(gè)繼電器或接觸器的線圈控制回路中，保證一個(gè)繼電器或接觸器得電動(dòng)作后，另一個(gè)繼電器或接觸器線圈不能得電，通過機(jī)械連桿實(shí)現(xiàn)這一功能的稱為機(jī)械互鎖。聯(lián)鎖：幾個(gè)電器或元件之間，為保證電器或其元件按規(guī)定的次序動(dòng)作而設(shè)計(jì)的連接。電氣原理圖的讀圖方法10圖2電氣控制線路中的電氣機(jī)械聯(lián)動(dòng)互鎖電氣原理圖的讀圖方法11圖3車床主軸電機(jī)的聯(lián)鎖控制電氣原理圖的讀圖方法12邏輯代數(shù)法邏輯代數(shù)法是通過對電路的邏輯表達(dá)式運(yùn)算來分析控制電路，這種讀圖方法優(yōu)點(diǎn)是個(gè)電器元件之間的聯(lián)系和制約關(guān)系可通過邏輯表達(dá)式看出，通過邏輯函數(shù)的運(yùn)算，一般不會(huì)遺漏或看錯(cuò)電路的功能。缺點(diǎn)是復(fù)雜電氣線路的邏輯表達(dá)式很繁瑣。電氣控制電路中的繼電器、接觸器、行程開關(guān)等電器的觸點(diǎn)都只有“通、斷”兩種狀態(tài)，電器線圈只有“得電、失電”兩個(gè)狀態(tài)，即所謂的二值邏輯（我們把具有二值邏輯的控制元件稱為開關(guān)元件），可應(yīng)用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來分析和設(shè)計(jì)電氣控制線路。邏輯代數(shù)中的基本邏輯關(guān)系為邏輯和、邏輯乘、邏輯非，若以“1”表示各開關(guān)元件的受激狀態(tài)（電器線圈得電，按鈕和行程開關(guān)處于受壓狀態(tài)），以“0”表示這些元件的原始狀態(tài)（電器線圈不得電、按鈕等未受壓），上述三種邏輯關(guān)系與電路狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系如圖4所示。電氣原理圖的讀圖方法13圖4控制線路對應(yīng)的邏輯表達(dá)式電氣原理圖的讀圖方法14

利用這些基本定律可以分析、設(shè)計(jì)、簡化電氣控制線路的設(shè)計(jì)。以某一低壓電器線圈的控制線路為例介紹具體步驟：首先寫出控制線路中各元件觸頭間相互關(guān)系的邏輯表達(dá)式（均以未受激時(shí)的狀態(tài)來表示）；通過線圈的邏輯表達(dá)式可分析判斷當(dāng)發(fā)出主令控制信號(hào)時(shí)，哪些邏輯表達(dá)式輸出為“1”，哪些表達(dá)式由“1”變?yōu)椤?”，從而可進(jìn)一步分析哪些電動(dòng)機(jī)或電磁閥等運(yùn)行狀態(tài)的改變。在控制電路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用邏輯表達(dá)式來簡化電路也是很方便的。電氣原理圖的讀圖方法15名稱恒等式基本定律0,1法則0+A=A0A=A1+A=11A=A互補(bǔ)定律同一定律A+A=AAA=A反轉(zhuǎn)定律交換律A+B=B+AAB=BA結(jié)合律(A+B)+C=A+(B+C)(AB)C=A(BC)分配律A(B+C)=AB+AC(A+B)(A+C)=A+BC吸收率A+AB=AA(A+B)=A摩根定律表1邏輯關(guān)系的基本運(yùn)算定律電氣原理圖的讀圖方法16圖5控制線路的邏輯關(guān)系簡化

電氣原理圖的讀圖方法17

電氣原理圖的讀圖方法18根據(jù)上述邏輯表達(dá)式畫出的控制線路如圖6所示圖6邏輯代數(shù)法設(shè)計(jì)控制線路對于簡單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，邏輯代數(shù)法設(shè)計(jì)的控制線路比較簡化、合理，但控制線路復(fù)雜時(shí)，邏輯代數(shù)法工作量大、繁瑣、容易出錯(cuò)。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以首先分為若干互相聯(lián)系的控制單元，用邏輯代數(shù)法設(shè)計(jì)單元控制線路，然后采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法組合各個(gè)控制單元，各取所長，獲得更理想經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案?？刂凭€路。電機(jī)典型控制線路三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路1三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路2永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制線路3永磁伺服電機(jī)位置閉環(huán)控制線路4機(jī)床電氣控制線路5機(jī)器人電氣控制線路6電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路7供電線路控制線路8三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制線路20“一按就動(dòng)，一松就?！钡碾娐贩Q為點(diǎn)動(dòng)控制電路。在工業(yè)生產(chǎn)車間，我們經(jīng)常會(huì)用到通過一個(gè)按鈕的點(diǎn)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的起停，比如：壓機(jī)、車床的進(jìn)刀、吊車等設(shè)備，控制線路如圖7所示，電動(dòng)控制線路為短時(shí)工作，不需要熱繼電器。當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)M工作時(shí)，合上開關(guān)QF，按下啟動(dòng)按鈕SB，交流接觸器KM線圈得電，接觸器主觸點(diǎn)KM閉合，主回路UVW三相交流電通過接觸器主觸點(diǎn)KM與電動(dòng)機(jī)M接通，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)行。松開按鈕SB，交流接觸器KM線圈失電，接觸器主觸點(diǎn)KM斷開，電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。圖7三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制線路三相異步電動(dòng)機(jī)的長動(dòng)控制線路21圖8三相異步電動(dòng)機(jī)的長動(dòng)控制線路在工業(yè)生產(chǎn)車間，我們經(jīng)常會(huì)用到通過一個(gè)起動(dòng)按鈕控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，再通過另一個(gè)停止按鈕控制電動(dòng)機(jī)的停止運(yùn)行，比如：磨床、車床、砂輪機(jī)等設(shè)備，控制線路如圖8所示。閉合開關(guān)QF，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM線圈得電，接觸器KM主觸點(diǎn)閉合，同時(shí)輔助常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)行。松開按鈕SB2時(shí)，由于接觸器KM的輔助?？ㄓ|點(diǎn)的閉合實(shí)現(xiàn)了自鎖，控制線路保持得電狀態(tài)。按下停止按鈕SB1，控制線路斷電，KM線圈斷電，KM主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)M停止工作。三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)/長動(dòng)控制線路22圖9三相異步電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)/長動(dòng)控制線路圖9所示的三個(gè)控制線路均可可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和長動(dòng)控制。圖（a）通過中間繼電器KA實(shí)現(xiàn)控制線路的點(diǎn)動(dòng)；圖（b）通過開關(guān)Q的切換實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)；圖（c）通過復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)，復(fù)合按鈕一般由聯(lián)動(dòng)的常開觸頭和常閉觸頭組成，當(dāng)按下按鈕時(shí)，常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合，需注意觸點(diǎn)競爭問題。同一電器的常開、常閉觸點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)在電路的相關(guān)部分，電器的線圈得電或失電后，電器觸點(diǎn)狀態(tài)的變化不是瞬間完成的，需要一定的時(shí)間，有先后之別，在吸合與斷開過程中存在一個(gè)同時(shí)的特殊過程。雖然觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，但不是同時(shí)達(dá)到狀態(tài)，圖9（c）控制線路松開復(fù)合按鈕時(shí)如果常閉觸點(diǎn)先恢復(fù)，將導(dǎo)致線路的點(diǎn)動(dòng)控制失敗。三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△降壓起動(dòng)控制線路23大中型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，由于反電勢低，繞組電流大，會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊影響，電網(wǎng)容量裕度不足時(shí)，容易發(fā)生跳閘，中大型異步電動(dòng)機(jī)多數(shù)采用三角形的繞組接法，可以采用繞組的Y-△變換方法降壓起動(dòng)，減小起動(dòng)電流。控制線路的電氣原理如圖10所示，閉合開關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM、KMY和時(shí)間繼電器KT的線圈得電，KM和KMY的主觸點(diǎn)閉合，異步電動(dòng)機(jī)星接啟動(dòng)，KM輔助常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，KMY常閉輔助觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)KMY與KM△的互鎖。時(shí)間繼電器KT的計(jì)時(shí)時(shí)間到，KT的延時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，同時(shí)延時(shí)常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器KMY線圈失電，KMY主觸點(diǎn)斷開，同時(shí)輔助常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，接觸器KM△線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)繞組以△接形式繼續(xù)運(yùn)行，輔助常開觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，輔助常閉觸點(diǎn)斷開實(shí)現(xiàn)與接觸器KMY線圈線路的互鎖。按下停止按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△降壓起動(dòng)控制線路24圖10三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△降壓起動(dòng)控制線路三相異步電動(dòng)機(jī)的串電阻降壓起動(dòng)控制線路25圖11三相異步電動(dòng)機(jī)的串電阻降壓起動(dòng)控制線路定子繞組串接電阻降壓啟動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，把電阻串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)定子繞組與電源之間，通過電阻的分壓作用降低定子繞組上的啟動(dòng)電壓，啟動(dòng)完成后，再將電阻短接，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。串電阻降壓啟動(dòng)控制線路簡單、成本低、動(dòng)作可靠。如圖11所示為采用接觸器和時(shí)間繼電器控制的串電阻降壓啟動(dòng)控制線路?？刂凭€路工作原理為：閉合開關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT線圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)串電阻降壓啟動(dòng)，KM1輔助常開觸點(diǎn)閉合閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，時(shí)間繼電器KT計(jì)時(shí)時(shí)間到，KT的延時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM2線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合將電阻短接，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，按下停止按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路26我們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要用到電機(jī)的正反轉(zhuǎn)?？赏ㄟ^調(diào)換三相異步電動(dòng)機(jī)的任意兩相相序?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制線路如圖12所示。閉合開關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電，主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)行，KM1的輔助常開觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖、輔助常閉觸點(diǎn)斷開，保證KM2線圈線路不得電，實(shí)現(xiàn)互鎖；按下停止按鈕SB1，電機(jī)停轉(zhuǎn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)工作原理相同，不再贅述。圖12三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路27在工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)有兩種機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)兩種方法。電磁制動(dòng)是使電機(jī)在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，操作控制方便。常見電磁制動(dòng)類型有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。反接制動(dòng)是將電動(dòng)機(jī)定子繞組任意兩相對調(diào)，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁場，達(dá)到快速停機(jī)的目的。反接制動(dòng)一般與速度繼電器配合，在電動(dòng)機(jī)速度為零時(shí)，及時(shí)切斷電源，否則將會(huì)出現(xiàn)反向啟動(dòng)。如圖13所示為定子串電阻正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制線路工作原理圖，限流電阻在電機(jī)正向和反向啟、制動(dòng)過程中起限流作用。電氣線路工作原理簡述如下：閉合開關(guān)QF，按下正向啟動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器KA1線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，正向接觸器KM1線圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正向串電阻降壓啟動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到正向速度繼電器動(dòng)作值時(shí)，其常開觸點(diǎn)KS-Z閉合，接觸器KM3線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合短接限流電阻R，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速正常運(yùn)行。按下停止按鈕SB1，KA1線圈失電，其常開觸點(diǎn)恢復(fù)斷開，KM1、KM3線圈失電，限流電阻串入定子電路，定子繞組正向三相電源斷開。KM1常閉輔助觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，KM2線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，定子繞組接入反向三相電源，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行串電阻反接制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，正向速度繼電器KS-Z復(fù)位斷開，KA3和KM2線圈相繼失電，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)過程結(jié)束，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)處于正傳或反轉(zhuǎn)過程中，只要按下另外一個(gè)啟動(dòng)按鈕，控制線路便可自動(dòng)完成反接制動(dòng)和反向啟動(dòng)的全過程。三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路28圖13三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁抱閘制動(dòng)控制線路29圖14三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁抱閘制動(dòng)控制線路在對制動(dòng)的可靠性和安全性要求較高的應(yīng)用場合，常采用斷電電磁抱閘制動(dòng)方法，這種制動(dòng)方法不會(huì)因中途斷電或電氣故障的影響而造成事故，安全可靠，廣泛應(yīng)用于電梯、起重、卷揚(yáng)機(jī)等升級機(jī)械上。其控制線路如圖14所示。閉合開關(guān)QF，按下啟動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電，KM1主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)閉合，電磁抱閘線圈YA得電，電磁鐵吸合，產(chǎn)生的電磁力使制動(dòng)器的閘瓦克服彈簧拉力與閘輪分開，同時(shí)KM2線圈得電，KM2的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)需要快速停止時(shí)，按下停止按鈕SB1，交流接觸器KM1和KM2線圈失電，主觸點(diǎn)復(fù)位，主回路斷電，電磁抱閘線圈YA失電，制動(dòng)器的閘瓦在彈簧拉力作用下抱住閘輪，使電動(dòng)機(jī)M迅速制動(dòng)停轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路30變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件和軟件變頻技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要采用交—直—交方式，由整流、濾波、逆變、制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、檢測、控制等單元組成，整流部分一般為三相橋式不可控整流，逆變部分為IGBT三相橋式可控逆變器，IGBT的開斷可以調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的。變頻器還有很多保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等。典型變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元、控制單元以及輸入輸出接口等組成，基本原理如圖15所示。圖15變頻器內(nèi)部典型原理圖三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路31圖16(a)三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制典型線路之一三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路32圖16(b)三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制典型線路之一三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路33圖17多臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制典型線路永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制線路34永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)具有傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)特性的閉環(huán)控制系統(tǒng)，它用控制電路的電子換向替代了傳統(tǒng)直流電機(jī)的機(jī)械換向，當(dāng)電機(jī)通電后位置傳感器檢測出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極與定子繞組的相對位置，由控制電路來決定定子繞組的邏輯換向狀態(tài)。永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速性能好、響應(yīng)快、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。直流無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)框圖如圖18所示。

圖18直流無刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)框圖永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)35無刷調(diào)速控制器系統(tǒng)的硬件主要由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元、控制單元以及輸入輸出接口等組成，由于電子換向的存在，需多配置一套位置傳感器，為節(jié)約成本，一般使用開關(guān)型霍爾，控制線路如圖19所示：圖19(a)永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制線路永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)36圖19(b)永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制線路永磁無刷直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)37圖20位置傳感器的輸入與控制器輸出電壓的邏輯換向關(guān)系永磁伺服電機(jī)位置閉環(huán)控制線路38伺服電機(jī)可對力矩、速度、位置進(jìn)行精度控制，受輸入信號(hào)控制，能進(jìn)行快速、精密反應(yīng)，具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特性，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常作執(zhí)行元件。近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的應(yīng)用，出現(xiàn)了全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)，高性能的伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用力矩、力矩加轉(zhuǎn)速、力矩加轉(zhuǎn)速與位置全閉環(huán)的全數(shù)字伺服系統(tǒng)，以滿足工作機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線機(jī)等的不同需求場合。伺服控制的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成與變頻器基本一致，但位置反饋一般采用高精度的光編或旋變，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制，其典型控制線路如圖21。永磁伺服電機(jī)位置閉環(huán)控制線路39圖21永磁伺服電機(jī)位置閉環(huán)控制線路機(jī)床電氣控制線路40車床是機(jī)床的一種，主要由主軸電機(jī)、水泵、油泵、自動(dòng)進(jìn)退刀和照明等控制線路組成，主軸電機(jī)和自動(dòng)進(jìn)退刀具有正反轉(zhuǎn)功能，油泵電機(jī)在機(jī)床上電時(shí)啟動(dòng)，水泵根據(jù)需要啟動(dòng)，如圖22所示為C6250車床的典型控制器線路圖。圖22(a)C6250車床電氣控制線路機(jī)床電氣控制線路41合上QF開關(guān)，油泵電機(jī)M2開機(jī)運(yùn)行，主軸電機(jī)M1根據(jù)需要選擇SB1和SB2正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，按下SB3時(shí)，水泵電機(jī)M3開機(jī)運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)QS按鈕，可以控制自動(dòng)進(jìn)退刀電機(jī)M4的運(yùn)行，按下SB4開關(guān)時(shí)，可以開啟照明燈。電機(jī)M2和M3裝有熱保護(hù)裝置，當(dāng)熱保護(hù)動(dòng)作時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)斷電停止運(yùn)行。圖22(b)C6250車床電氣控制線路機(jī)器人電氣控制線路42圖236軸機(jī)器人控制原理圖在現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)中，多軸機(jī)器人能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時(shí)間作業(yè)，例如在沖壓機(jī)、搬運(yùn)、碼垛、裝配上下料、分揀等應(yīng)用，或是在危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下代替人工作業(yè)，例如壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形，以及在原子能工業(yè)等領(lǐng)域的特殊應(yīng)用。多軸機(jī)器人控制一般由電機(jī)、伺服控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等組成，如圖23所示為常見的6軸機(jī)器人控制原理圖，整個(gè)系統(tǒng)由6個(gè)伺服電機(jī)與控制器組成執(zhí)行元件，運(yùn)動(dòng)控制器通過CAN或485通訊，將點(diǎn)到點(diǎn)、直線、2D或3D圓弧，連續(xù)軌跡規(guī)劃，S型加減速，動(dòng)態(tài)追蹤等指令控制傳輸至相應(yīng)軸的控制器，達(dá)到控制目的。電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路43電動(dòng)自行車電氣控制線路電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)主要由電池、充電器、控制器、電機(jī)、調(diào)速把手、儀表等組成，系統(tǒng)原理如圖24所示，當(dāng)需要開動(dòng)電動(dòng)自動(dòng)車時(shí)，先合上開關(guān)QF，閉合鑰匙開關(guān)SB1，主電路與輔助電路工作，旋轉(zhuǎn)調(diào)速把手，控制器與電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行，車子就可以行駛。當(dāng)剎車時(shí)，剎車斷電開關(guān)1或2動(dòng)作，剎車線拉低電壓，控制器使能停止工作，電機(jī)會(huì)斷電自由運(yùn)行或進(jìn)行能量回饋電池（部分控制器有此功能），當(dāng)剎車停止時(shí)，電機(jī)可以繼續(xù)受控制器供電恢復(fù)運(yùn)行。運(yùn)行中根據(jù)路況，可以通過三檔車速開關(guān)按鈕，來控制最高的三檔車速。行車是按下巡航開關(guān)時(shí)，可以保持定速行駛，直到按下剎車巡航取消。行車左右打方向時(shí)還可以分別按下按鈕來控制左右方向燈閃爍，保障行人安全。夜間行駛時(shí)，可以旋動(dòng)K1按鈕打開大燈、儀表燈和尾燈。另外，電動(dòng)自行車用的電機(jī)大部分為永磁無刷電機(jī)，電機(jī)在出廠設(shè)計(jì)時(shí)，位置傳感器與繞組的相序設(shè)計(jì)有120°和60°之分，為了能讓控制器更智能更通用，控制器設(shè)計(jì)了可以通過短接自學(xué)習(xí)相位線，來自適應(yīng)不同相位的電機(jī)。電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路44圖24電動(dòng)自行車電氣控制線路電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路45低速電動(dòng)車控制系統(tǒng)主要由電池、充電器、控制器、電機(jī)、制動(dòng)踏板、油門踏板、檔位、儀表等組成，系統(tǒng)原理如圖25所示，當(dāng)需要開動(dòng)電動(dòng)自動(dòng)車時(shí)，先合上開關(guān)QF,主回路通過預(yù)充電電阻R給控制器電容充電（充電時(shí)間可以根據(jù)電阻R和控制器電容C的大小確定），閉合鑰匙開關(guān)SB，控制器控制線圈KM通電，主接觸器吸合，主回路通電，選擇檔位D或R，踩下油門踏板，控制器可以控制電動(dòng)車前進(jìn)或后退。行駛中當(dāng)踩下制動(dòng)踏板剎車時(shí)，制動(dòng)踏板開關(guān)閉合，電機(jī)會(huì)斷電自由滑行或進(jìn)行能量回饋電池（部分控制器有此功能），當(dāng)剎車松開時(shí)，電機(jī)可以繼續(xù)受控制器運(yùn)行。圖25低速電動(dòng)車電氣控制線路供電線路控制線路46在工廠供電中，由于要求系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，對于有條件的工廠供電采取多進(jìn)線與母聯(lián)柜配合使用，當(dāng)某一進(jìn)線配電有故障時(shí)，可通過臨近的進(jìn)線與母聯(lián)柜手動(dòng)或自動(dòng)切換，使故障線路的配電相關(guān)設(shè)備可以繼續(xù)恢復(fù)供電，保障生產(chǎn)繼續(xù)，而當(dāng)故障線路維修后，又可通過手動(dòng)或自動(dòng)切換回正常的線路運(yùn)行。本節(jié)舉例2個(gè)進(jìn)線柜與1個(gè)母聯(lián)柜的邏輯控制，其一次圖如26所示：圖26進(jìn)線柜與母聯(lián)柜一次圖供電線路控制線路47圖27(a)1#進(jìn)線柜二次圖供電線路控制線路48圖27(b)1#進(jìn)線柜二次圖供電線路控制線路49圖28(a)2#進(jìn)線柜二次圖供電線路控制線路50圖28(b)2#進(jìn)線柜二次圖供電線路控制線路51圖29(a)3#母聯(lián)柜二次圖供電線路控制線路52圖29(b)3#母聯(lián)柜二次圖電氣控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)53電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在傳動(dòng)形式和控制方案確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，一般步驟如下：(1)擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(技術(shù)條件)：供電系統(tǒng)的電壓等級、頻率、容量及電流種類。有關(guān)操作方面的要求，如操作臺(tái)的布置，操作按鈕的設(shè)置和作用，測量儀表的種類、故障報(bào)警和局部照明要求等。有關(guān)電氣控制的特性，如電氣控制的基本方式，自動(dòng)工作循環(huán)的組成，動(dòng)作程序，限位設(shè)置，電氣保護(hù)及聯(lián)鎖條件等。有關(guān)電力拖動(dòng)的基本特性，如電動(dòng)機(jī)的數(shù)量和用途，各主要電動(dòng)機(jī)的額定功率、負(fù)載特性、調(diào)速范圍和方法，以及對起動(dòng)、反向和制動(dòng)控制的要求等。生產(chǎn)機(jī)械主要電氣設(shè)備(如電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行電器和行程開關(guān)等)的布置草圖和參數(shù)。(2)確定電力傳動(dòng)方案和控制方案：負(fù)載特性：確定負(fù)載性質(zhì)，機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)一般為恒功率負(fù)載，機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；電動(dòng)機(jī)的種類、數(shù)量：根據(jù)負(fù)載特性、工藝及結(jié)構(gòu)確定確定電機(jī)的種類（直流電機(jī)/交流電機(jī)）、單電機(jī)驅(qū)動(dòng)還是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)；調(diào)速要求：對調(diào)速范圍要求不高的可配置齒輪變速箱，對于低速大力矩驅(qū)動(dòng)場合可采用液壓調(diào)速裝置，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，變頻驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用越來越廣泛；起動(dòng)、制動(dòng)和反向要求(3)設(shè)計(jì)電氣控制線路原理圖(包括主、輔電路)；

電氣控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)54(4)選擇電氣元件，制定電氣元件或裝置易損件及備用件的明細(xì)表；(5)設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜、電氣安裝板以及非標(biāo)準(zhǔn)電器和專用安裝零件；(6)繪制電氣裝配圖和接線圖；(7)編寫電氣原理說明書和使用說明書。電氣控制線路原理圖的正確設(shè)計(jì)是總體方案確定后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是后續(xù)工藝設(shè)計(jì)、安裝圖和各種技術(shù)資料編制的依據(jù)，一般需遵循以下原則：最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)主要來源于生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝的要求，根據(jù)電網(wǎng)容量、電網(wǎng)電壓及頻率的波動(dòng)情況及允許的沖擊電流大小等決定電機(jī)的啟動(dòng)方式。盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)的、常用的控制線路；設(shè)計(jì)方案要合理。在滿足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求線路簡單，為簡化電路、節(jié)能降耗、提高電器動(dòng)作的可靠性、便于操作和維修、降低成本，應(yīng)盡量減少電器元件數(shù)量和不必要的觸點(diǎn)，盡可能選用相同型號(hào)的電器元件，減少元件的備用量。常用方法舉例如下：合并同類觸頭，如圖30所示。同樣功能b圖比a圖電路上少了一對觸頭，合并觸頭時(shí)應(yīng)注意觸頭容量。利用轉(zhuǎn)換觸頭，如圖31所示?？衫镁哂修D(zhuǎn)換觸頭的中間斷路器，將兩觸頭合并成一對轉(zhuǎn)換觸頭。利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦杂行p少觸頭數(shù)，如圖32所示。電氣控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)55圖30合并同類觸頭圖31利用轉(zhuǎn)換觸頭電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)56圖32利用轉(zhuǎn)換觸頭電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)57不必要的電器盡量不通電以節(jié)約電能，延長電器的使用壽命，如圖33所示，接觸器KM2得電后，接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT就失去了作用，不必繼續(xù)通電，控制線路a接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT仍處于通電狀態(tài)，控制線路b的設(shè)計(jì)更合理，接觸器KM2得電后，切斷了KM1和KT的電源，節(jié)約了電能，延長了電器的壽命。圖33減少通電電器數(shù)電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)58機(jī)械設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)應(yīng)相互配合。許多生產(chǎn)機(jī)械采用機(jī)電結(jié)合控制的方式來實(shí)現(xiàn)控制要求，因此要從工藝要求、制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用維護(hù)方便等方面協(xié)調(diào)處理好機(jī)械和電氣的關(guān)系。正確連接電器的線圈。交流控制線路中電器的線圈不能串聯(lián)，因?yàn)槊總€(gè)線圈能夠分配到的電壓與線圈阻抗成正比，電器的動(dòng)作在時(shí)間上總是有時(shí)間差的，先吸合的電器線圈電感增加，阻抗比后吸合的電器阻抗大，因此，先吸合電器的壓降怎大，會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)電器的電壓達(dá)不到動(dòng)作電壓，因此，需要同時(shí)動(dòng)作的交流電器，電器的線圈應(yīng)并聯(lián)連接。直流低壓電器的電磁線圈電阻相同可以并聯(lián)，但盡量不要并聯(lián)，特別是電感量相差較大時(shí)。正確連接電器的觸點(diǎn)。分布在線路不同位置的同一電器觸頭盡量接到同一極或同一相上，保證兩個(gè)觸頭電位相同，避免在電器觸頭上的引起短路。如圖34所示，圖a繼電器的常開觸頭和常閉觸頭分別接在不同相上，如果距離較近，觸頭斷開時(shí)可能會(huì)因電位不同而在兩觸頭間形成飛弧，造成電源短路，因此可改為圖b，使兩觸頭電位相同。電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)59防止觸點(diǎn)競爭現(xiàn)象。不同低壓電器的吸力與反力特性曲線配合不同，其動(dòng)作的快慢程度也就不同，相應(yīng)觸頭系統(tǒng)的動(dòng)作也就有先后之分，這樣就產(chǎn)生了不同電磁式電器的觸點(diǎn)競爭問題。觸點(diǎn)競爭可分為不同低壓電器觸點(diǎn)之間產(chǎn)生的觸點(diǎn)競爭和同一低壓電器不同觸點(diǎn)之間引發(fā)的觸點(diǎn)競爭。即使同一電器觸點(diǎn)，動(dòng)作也有先后之別。當(dāng)電氣狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，電器接點(diǎn)狀態(tài)的變化不是瞬間完成，而是需要一定的時(shí)間，斷開和閉合觸點(diǎn)有先后之別，很難同時(shí)達(dá)到狀態(tài)。圖34正確連接的電器觸頭電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)60如圖35所示為一個(gè)反身關(guān)斷電路，圖a中時(shí)間繼電器KT的常閉觸頭延時(shí)斷開后，KT線圈失電，經(jīng)過ts秒的延時(shí)斷開的常閉觸頭復(fù)位閉合，同時(shí)KT的常開觸頭經(jīng)t1秒斷開。若ts>t1則電路能反身關(guān)斷；若ts<t1，KT會(huì)再次吸合，發(fā)生觸點(diǎn)競爭，導(dǎo)致反身關(guān)斷失??；圖b中電路中增加中間繼電器KA解決觸點(diǎn)競爭問題。圖35時(shí)間繼電器的反身關(guān)斷電路電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)61要避免發(fā)生觸點(diǎn)競爭問題，盡量避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器的控制線路，如圖36所示；防止電路中因電氣元件固有特性引起配合不良后果，當(dāng)電器元件動(dòng)作時(shí)間可能影響控制線路的動(dòng)作程序時(shí)，可采用時(shí)間繼電器配合控制，或?qū)a(chǎn)生競爭現(xiàn)象的觸點(diǎn)加以區(qū)分、聯(lián)鎖隔離或采用多觸點(diǎn)開關(guān)分離。圖36避免依次動(dòng)作接通一個(gè)電器的電路電氣設(shè)計(jì)控制基礎(chǔ)62防止寄生電路?？刂齐娐吩谡９ぷ骰蚴鹿是闆r下，發(fā)生意外接通的電路稱為寄生電路。如圖37所示為一個(gè)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，當(dāng)熱繼電器FR動(dòng)作時(shí)，線路（a）出現(xiàn)寄生電路，如圖中虛線所示，使正向接觸器KM1線圈不能失電釋放，失去了保護(hù)作用。在設(shè)計(jì)電氣控制線路時(shí)要避免產(chǎn)生寄生電路，嚴(yán)格按上方(左側(cè))接觸點(diǎn)，下方（右側(cè)）線圈接電源的原則，減少產(chǎn)生寄生回路的可能性，如圖（b）即可消除寄生電路；也可通過聯(lián)鎖或多觸點(diǎn)開關(guān)切斷線路之間的聯(lián)系。圖37正反轉(zhuǎn)控制線路中的寄生電路（左圖為a圖，右圖為b圖）電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)63電氣控制線路應(yīng)具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)，避免因誤操作、意外發(fā)生而發(fā)生不安全事故。自動(dòng)控制線中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)可分為電流型保護(hù)（短路、過電流、過載、欠電流、斷相）、電壓型保護(hù)（失壓、欠壓、過電壓）、極限保護(hù)（速度、溫度、水位、壓力、位置）等。(1)電流型保護(hù)短路保護(hù)電氣控制線路中，最常見也最危險(xiǎn)的故障是各種短路（三相短路、兩相短路、一相接地短路、電機(jī)匝間短路等），電器元件絕緣老化、雷擊或人為的誤操作都可能導(dǎo)致電氣線路的短路發(fā)生，短路的危害非常大，產(chǎn)生的高溫會(huì)導(dǎo)致電器的絕緣損壞、破壞電源，造成電器結(jié)構(gòu)件的機(jī)械變形，甚至造成火災(zāi)。常用的短路保護(hù)裝置是熔斷器和斷路器。在電機(jī)控制線路中的短路保護(hù)應(yīng)避免啟動(dòng)時(shí)動(dòng)作。過電流保護(hù)過電流保護(hù)是區(qū)別于短路保護(hù)的一種電流型保護(hù)。電動(dòng)機(jī)或電器元件超過其額定電流的運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)不正確的起動(dòng)或大負(fù)載情況下，常引起過電流，過電流一般比短路電流小，一般不超過6倍額定電流，只要在達(dá)到最大允許溫升之前，電流值能恢復(fù)正常，還是允許的。較大的沖擊負(fù)載，將使電路產(chǎn)生很大的沖擊電流，以致?lián)p壞電氣設(shè)備，同時(shí)，過大的電流引起電路中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增大也會(huì)使負(fù)載機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部件受損，要盡快切斷電源。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生這種過電流比發(fā)生短路的可能性大，特別是在頻繁起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)、重復(fù)短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)。通常，可采用帶過流脫扣器的低壓斷路器或過電流繼電器作為過電流保護(hù)。電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)64過電流繼電器不同于熔斷器和低壓斷路器，過電流繼電器是一個(gè)感測元件，低壓斷路器是將感測元件和執(zhí)行元件組合在一起，熔斷器的熔體本身即是感測元件也是執(zhí)行元件。過電流保護(hù)需要過電流繼電器與執(zhí)行元件—接觸器的主觸頭配合完成。為可靠切斷過電流，接觸器的主觸頭容量應(yīng)適當(dāng)增大。如圖38所示為帶過電流保護(hù)功能控制線路，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，時(shí)間繼電器KT延時(shí)斷開的常閉觸頭還未斷開，過電流繼電器KA的過電流線圈未接入電路，保證在啟動(dòng)過程中不因電流較大而使過電流繼電器動(dòng)作，當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束后，KT的常閉觸頭經(jīng)過延時(shí)斷開，過電流繼電器接入電路，過電流繼電器開始保護(hù)作用。圖38帶過電流保護(hù)的控制線路電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)65圖39帶熱繼電器保護(hù)的控制線路過載保護(hù)過載是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流大于額定電流，但超過額定電流的倍數(shù)較小，一般在1.5倍額定電流以內(nèi)。引起電電動(dòng)機(jī)過載的原因很多，例如負(fù)載的突然增加、缺相運(yùn)行以及電網(wǎng)電壓降低等。電動(dòng)機(jī)長期超載運(yùn)行，繞組溫升將超過允許值而損壞，所以應(yīng)設(shè)置過載保護(hù)環(huán)境，一般多采用熱繼電器作為保護(hù)元件。如圖39為帶熱載保護(hù)的控制線路。熱繼電器具有反時(shí)限特性，不能用于短路保護(hù)，動(dòng)作后也不能馬上復(fù)位。一般使用熱繼電器作為過載保護(hù)時(shí)，還必須同時(shí)與熔斷器或低壓斷路器配合使用。線路發(fā)生短路故障時(shí)，熔斷器或低壓斷路器動(dòng)作切斷故障，線路發(fā)生過載故障時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，事故處理完畢，熱繼電器可以自動(dòng)或手動(dòng)復(fù)位，線路重新工作。過載保護(hù)與過電流保護(hù)不同，不能采用過電流保護(hù)方法進(jìn)行過載保護(hù)。電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)66斷相保護(hù)電動(dòng)機(jī)燒毀有60%是因?yàn)槿毕嘁鸬?，所以電?dòng)機(jī)的斷相保護(hù)非常重要。斷相保護(hù)是依靠多相電路的一相導(dǎo)線中電流的消失而斷開被保護(hù)設(shè)備或依靠多相系統(tǒng)的一相或幾相失壓來防止將電源施加到被保護(hù)設(shè)備上的一種保護(hù)方式。電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)的方法有：采用電壓繼電器、采用斷絲電壓保護(hù)、采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器、采用專門為斷相運(yùn)行而設(shè)計(jì)的斷相保護(hù)繼電器、采用欠電流繼電器等。從保護(hù)原理上看，可分為兩類：基于電壓的斷相保護(hù)：通過檢測電源電壓檢測是否存在缺相。一般這類產(chǎn)品往往兼有相序保護(hù)功能，稱為“電壓相序繼電器”。使用簡單，一臺(tái)“電壓相序繼電器”能保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，但只能對電源缺相進(jìn)行保護(hù)，對于交流接觸器觸點(diǎn)的接觸不良等造成的電動(dòng)機(jī)缺相不起保護(hù)作用。對于動(dòng)態(tài)缺相的誤判率較高?；陔娏鞯臄嘞啾Ｗo(hù)：通常用電流互感器檢測電動(dòng)機(jī)的三相電流，不論是電源故障還是交流接觸器觸點(diǎn)接觸不良，都能保護(hù)。這類產(chǎn)品又分電子式和智能型兩大類，電子式的功能較簡單，價(jià)格便宜；智能型功能完善，價(jià)格較貴。電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)67三相電動(dòng)機(jī)的一根接線松開或一相熔絲熔斷，是造成三相異步電動(dòng)機(jī)燒壞的主要原因之一。當(dāng)電源電壓的三相平衡性較差、工作環(huán)境惡劣或無人看管的電動(dòng)機(jī)，可采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器，尤其是三角形接法的而電動(dòng)機(jī)。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)采用星形接法時(shí)，當(dāng)線路發(fā)生一相斷電時(shí)，另外兩相電流便增大很多，由于線電流等于相電流，流過電動(dòng)機(jī)繞組的電流和流過熱繼電器的電流增加比例相同，因此普通的兩相或三相熱繼電器可以對此作出保護(hù)。而電動(dòng)機(jī)采用三角形接法時(shí)，發(fā)生斷相時(shí)，電動(dòng)機(jī)的相電流與線電流不等，流過電動(dòng)機(jī)繞組的電流和流過熱繼電器的電流增加比例不相同，而熱元件又串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的電源進(jìn)線中，按電動(dòng)機(jī)的額定電流即線電流整定，整定值較大。當(dāng)故障線電流達(dá)到額定電流時(shí)，在電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部，電流較大的一相繞組故障電流將超過額定相電流，有過熱燒毀的危險(xiǎn)。所以三角形接法必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)68圖40